专利名称：一种混沌保密通信实验演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学实验演示装置，具体涉及一种混沌保密通信实验演示装置。技术背景混沌是指在确定性系统中出现的一种貌似规则的，类似随机的现象。混沌系统的电路实现是近年来非线性动力学的研究热点，由于混沌系统的复杂性，对于混沌系统的研究主要集中在实验阶段，只有极少的电路实现应用。因混沌其具有非周期、连续宽频带、类噪声和长期不可预测等特点，使其适用于保密通信领域，所以混沌研究中，很重要的方向是保密通信的混沌加密。利用混沌进行通信首先必须解决混沌系统的同步问题，到目前为止已经有多种同步方法被提出，混沌的同步水平将直接影响混沌通信系统的性能，所以对于混沌系统同步也将是混沌保密通信的重要研究课题。目前国内对于混沌的研究还处于起步阶段，电路的实现一般只处在实验的条件下，在教学条时多以仿真进行讲解，这样只能让学生对混沌现象有感官的了解，影响了教学效果。混沌保密通信一直是混沌研究的前沿课题，但因其复杂性，很少在教学中以实验的形式实现，这样就很难让学生对混沌保密通信有一个直观的理解。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于掩盖加密方式的混沌保密通信实验演示装置。提供可选的被加密信号与加密方式让学习者对混沌现象和混沌保密通信有直观而确切的理解，对于教学有积极的促进作用。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种混沌保密通信实验演示装置，包括信号发生器、混沌电路I、混沌电路II、同步电路、加密电路、解密电路、示波器。所述信号发生器用于产生被加密信号。所述混沌电路I、混沌电路II用于产生混沌信号，用于加密。所述加密电路用于将被加密信号加密。所述解密电路用于将已加密信号解密。所述同步电路用于将混沌电路I与混沌电路II同步。所述示波器用以观察被加密原始信号与解密后的信号。本实用新型的第一优选方案为，所述信号发生器可产生方波信号、三角波信号或正弦波信号。本实用新型的第二优选方案为，所述加密电路、解密电路为两种电路，加密、解密方式为可选。本实用新型的第三优选方案为，所述的混沌电路I、混沌电路II为三阶蔡氏混沌电路。本实用新型的第四优选方案为，所述的信号发生器可产生方波、正弦波、三角波的三种波形。本实用新型的第五优选方案为，所述的加密、解密电路，当加密电路为加法电路时解密电路为减法电路、加密电路为减法电路时解密电路为加法电路的两种可选的掩盖加密方式。本实用新型的第六优选方案为，所述的同步电路采用耦合同步控制电路。本实用新型的技术构思是通过信号发生器产生被加密信号，混沌电路I产生混沌信号，混沌信号利用采用掩盖加密方式将被加密信号加密。同步电路将混沌电路I与混沌电路II进行同步，保证系统的稳定工作。解密电路利用混沌电路II产生的混沌信号将原始信号发生器信号从加密信号中提取出来，实现解密。利用示波器观察初始信号发生器信号，加密后的信号或者解密后的信号，这样就可以直观的了解混沌保密通信的大体过程。本实用新型的技术要点混沌电路的电路实现，混沌电路的同步，加密电路与解密电路的精密设计。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步描述。
图I为本本实施例整体框图。图2为本实施例信号发生器整体框图。图3为本实施例混沌电路I采用的蔡氏混沌电路。图4为本实施例混沌电路II采用的蔡氏混沌电路。图5为本实施例同步电路。图6为本实施例加密或解密电路使用的加法器。图7为本实施例加密或解密电路使用的减法器。
具体实施方式
参照图I所示，混沌保密通信实验演示装置，由信号发生器、混沌电路I、混沌电路II、同步电路、加密电路、解密电路、示波器组成。参照图2所示，信号发生器主体结构由主控模块、电源电路、时钟和复位电路、调频调幅控制电路、键盘控制电路及AD转换器组成。主控模块采用AT89C51，键盘控制电路可以选择信号的输出波形，可选择方波、三角波、正弦波。调频调幅控制电路可以调节输出信号的幅度和频率，这样可实现多频率点加密效果的直观对比。AD转换器用来实现数字信号转换为模拟信号，与放大器协同设计最后将信号输出。参照图3、图4所示，所采用的混沌电路为三阶蔡氏模型，A、B端为混沌信号的输出端，作为加密信号对信号发生器产生的信号进行加密。参照图5所示，用一个运算放大器构成电压跟随器与一个可调电阻R相串联作为耦合因子，以实现两个混沌电路的耦合同步。参照图6和图7所示，加密和解密电路采用加法和减法器，当加密电路采用加法器时解密电路采用减法器，当加密电路采用减法器是解密电路采用加法器。加密方式为掩盖加密。当加密电路为加法电路时，图3中的A端接图6中的SI端，信号发生器的输出端接图6中的S2端，此时加法电路输出端Vl即为已加密信号。将Vl端与图7中的S21端，图4中的B端接图7中的S22端，此时减法电路的输出端V2的信号即为解密后信号。通过示波器观察信号发生器产生的原始信号与解密之后的信号，可以评估加密系统导致信号的失真程度。通过调节信号发生器输出频率，可以直观的观察信号的频率对此加密系统的性能影响。参考图I、图6和图7，图I中混沌电路I和混沌电路II为两种可选电路，通过开关进行切换。
权利要求1.一种混沌保密通信实验演示装置，其特征在于由信号发生器、混沌电路I、混沌电路II、同步电路、加密电路、解密电路、示波器组成，所述信号发生器用于产生被加密信号；所述加密电路用于将被加密信号加密；所述解密电路用于将已加密信号解密；所述同步电路用于将混沌电路I与混沌电路II同步；所述示波器用以观察被加密原始信号与解密后的信号。
2.根据权利要求I所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的信号发生器，可产生三种信号波形的电路，被加密信号波形可选。
3.根据权利要求I所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的加密电路、解密电路为两种加密、解密电路，加密、解密方式可选。
4.根据权利要求I所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的混沌电路I、混沌电路II为三阶蔡氏混沌电路。
5.根据权利要求I所述的所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的信号发生器可产生方波、正弦波、三角波的三种波形。
6.根据权利要求I所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的加密、解密电路，当加密电路为加法电路时解密电路为减法电路、加密电路为减法电路时解密电路为加法电路的两种可选的掩盖加密方式。
7.根据权利要求I所述的混沌保密通信实验演示装置，其特征在于所述的同步电路采用耦合同步控制电路。
专利摘要本实用新型公开了一种混沌保密通信实验演示装置，由信号发生器、混沌电路Ⅰ、混沌电路Ⅱ、同步电路、加密电路、解密电路、示波器组成。所述信号发生器用于被加密信号的产生；所述混沌电路Ⅰ、混沌电路Ⅱ用于产生混沌信号，用于加密；所述加密电路用于将被加密信号加密；所述解密电路用于将已加密信号解密；所述同步电路用于将混沌电路Ⅰ与混沌电路Ⅱ同步；所述示波器用以观察被加密原始信号、加密后信号或解密后的信号。
文档编号G09B19/00GK202362970SQ201120360129
公开日2012年8月1日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者马捷 申请人:无锡艾德里安科技有限公司